自動化液體處理指的是使用自動化系統(tǒng)而不是人工將液體從一個位置轉(zhuǎn)移到另一個位置的行為。在進行生物學(xué)試驗的研究實驗室中，液體轉(zhuǎn)移的標(biāo)準(zhǔn)體積范圍為0.5μL至1ml；然而，一些應(yīng)用中需要納升級別的液體轉(zhuǎn)移。

自動化液體處理設(shè)備的尺寸、復(fù)雜程度、性能和價格各不相同。

從手動到自動液體處理

液體處理最基本的工具是手動移液器；即手持式設(shè)備，每個步驟（即每次吸液和放液）都需要重復(fù)的用戶干預(yù)。這一特征使用戶進行繁瑣的重復(fù)手和手臂動作，會造成腕關(guān)節(jié)綜合癥等損傷。

電子移液器是液體處理系統(tǒng)發(fā)展的下一步。手動和電子移液器都可以有可調(diào)或固定的體積，它們可以有1-16個通道。

雖然通過多通道電子移液器實現(xiàn)的通量高于手動單通道移液器，但仍受到人工的限制，用戶需要手動填充微孔板的每一行/每一列。使用自動分配器克服了這一挑戰(zhàn)。自動分配器是一種緊湊型電子設(shè)備，可同時將液體分配到板的所有孔中（通常為96孔或384孔板）。

大多是實驗室檢測不僅限于液體分配，還包括一系列操作步驟，形成自動化世界中的“工作流程"。自動化液體處理設(shè)備（也稱為工作站）旨在實現(xiàn)這一目的。自動化液體處理設(shè)備用于實現(xiàn)這一目標(biāo)的主要策略之一是整合各種模塊和振蕩。為此，自動化液體處理設(shè)備具有專用軟件，以便用戶可以指示系統(tǒng)應(yīng)該做什么、何時以及如何做。

入門級自動化系統(tǒng)的占地面積通常較小，并且配備了易于使用的軟件；但是，它們的靈活性有限（例如，可以在臺面上整合的模塊的類型和數(shù)量、方法的復(fù)雜性）。更復(fù)雜的自動化系統(tǒng)不僅允許在臺面上整合更多的模塊/配件，而且還可以輕松升級或整合其他設(shè)備甚至完整的工作站。

在某些情況下，僅需要實現(xiàn)部分工作流程（即步驟）的自動化，而不是整個工作流程。在這些情況下，入門級自動化系統(tǒng)通常是一個不錯的選擇。

總體而言，選擇適合實驗室的液體處理技術(shù)取決于：(i) 通量，(ii)工作流程的復(fù)雜性，(iii)可用預(yù)算，(iv)實驗室空間和 (v)無菌性和控制交叉污染措施的要求 (vi)可追溯性，和(vii) 精度。

自動化液體處理的精度

移液精度取決于液體性質(zhì)、移液技術(shù)，在手動移液中，取決于用戶的技能和專注度，對于樣本處理的標(biāo)準(zhǔn)化至關(guān)重要。

液體性質(zhì)是該物質(zhì)固有的，受溫度、大氣壓力和濕度等環(huán)境條件的影響。這些特性包括：

- 粘度（流動特性）

- 密度（質(zhì)量/單位體積）

- 粘附/內(nèi)聚（粘性）

- 毛細(xì)作用（對重力和大氣壓起作用的趨勢）

- 表面張力（使液體獲得最小表面積的彈性趨勢）

- 接觸角（液體與實驗室器皿表面的夾角）

- 蒸汽壓（液體表面上方蒸汽產(chǎn)生的壓力）

先進的自動化液體處理設(shè)備（及其幾個入門級自動化設(shè)備）可以通過調(diào)整多個參數(shù)來解釋這些液體特性，例如(i) 吸液和放液的速度（流速）；(ii) 吸入開始和結(jié)束時吸入的空氣量（吹出量和空氣輸送量），(iii) 移液器頭在吸出液體前留在液體中的時間（沉淀時間），以及(iv) 吸液和放液后移液器頭移出液體的速度（交換速度）等。

移液技術(shù)的類型也會嚴(yán)重影響精度。雖然有幾種移液技術(shù)，但根據(jù)其驅(qū)動液體運動的方式，大多數(shù)移液器可分為以下四大類之一：空氣置換、液體置換、正置換和聲學(xué)技術(shù)。

移液技術(shù)的演變